JPH02148333A - マルチプロセッサシステムの異常診断方式 - Google Patents

マルチプロセッサシステムの異常診断方式

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JPH02148333A
JPH02148333A JP63303213A JP30321388A JPH02148333A JP H02148333 A JPH02148333 A JP H02148333A JP 63303213 A JP63303213 A JP 63303213A JP 30321388 A JP30321388 A JP 30321388A JP H02148333 A JPH02148333 A JP H02148333A
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JP
Japan
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shared memory
data
diagnosis
cycle
processor unit
Prior art date
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JP63303213A
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English (en)
Inventor
Takahiro Amano
天野 孝弘
Isamu Hasebe
長谷部 勇
Kiichi Watabe
渡部 紀一
Masatoshi Maruyama
丸山 昌俊
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PFU Ltd
Original Assignee
PFU Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要] トーラス状に結合されたマルチプロセッサシステムにお
けるプロセッサ、メモリおよびそれらを結合する通信路
の異常を検出する異常診断方式に関し、 効率よく障害の有無検出および障害箇所の特定を行なう
ことを目的とし、 複数のプロセッサがそれぞれ共有メモリを介してトーラ
ス状に結合されたマルチプロセッサシステムにおいて、
各プロセッサに異常診断処理の割り込みをかける異常診
断タイミング制御手段と、各プロセッサに設けられ、前
記割り込みにより隣接する共有メモリの所定の診断用領
域に所定の診断用データを書き込み、またその診断用領
域に書き込まれた診断用データを読み取り、各データの
照合による診断結果を得る書込み・読取り制御手段と、
この診断結果に応じて、障害の有無検出および障害箇所
を特定する異常診断手段とを備えて構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、トーラス状に結合されたマルチプロセッサシ
ステム(以下、「トーラス結合マルチプロセッサシステ
ム」という、)において、プロセッサ、メモリおよびそ
れらを結合する通信路の異常を検出する異常診断方式に
関する。
〔従来の技術] トーラス結合マルチプロセッサシステムは、共有メモリ
を介して複数のプロセッサがトーラス状に結合され、例
えばシステム全体を制御するコントロール装置の下で各
プロセッサを同時に動作させ、処理能力の向上および高
速化を図ることができるように構成されたシステムであ
る。
第6図は、トーラス結合マルチプロセッサシステムの構
成例を示すブロック図である。
図において、4×4のトーラス状に配置された16台の
プロセッサユニットPUは、デュアルポートメモリであ
る32台の共有メモリCMを介して相互に接続される。
すなわち、各プロセッサユニットPUは、それぞれ共有
メモリCMを介して隣接するプロセッサユニツ1−PU
に接続され、並列処理が行なわれるようになっている。
また、各プロセッサユニットPUはコントロールユニッ
トCUに接続され、ここでシステム全体の制御が行なわ
れる構成になっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、トーラス結合マルチプロセッサシステムは、
シングルプロセッサシステム、あるいは信鎖性向上を目
的としたデュアルプロセッサシステムおよびマルチプロ
セッサシステムに比べて構成部品が多く、信頬性が相対
的に低下する問題点があった。
このような問題点に対して、各プロセッサの自己診断プ
ログラムで、ローカルメモリおよび共有メモリの書込み
・読取りその他のテストを行ない、システム異常を検出
する方式が各種提案されているが、いずれも完全なもの
とは言えなかった。
特に、各プロセッサの自己診断で検出不可能なエラーが
あった場合には、共有メモリのテストを行なうことはで
きなかった。
本発明は、このような従来の問題点を解決するもので、
トーラス結合マルチプロセッサシステムにおける障害の
有無検出および障害箇所の特定を効率よく行なうことが
できる異常診断方式を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
第1図は、本発明の原理ブロック図である。
図において、マルチプロセッサシステムは、複数のプロ
セッサ10がそれぞれ共有メモリ20を介してトーラス
状に結合される。
異常診断タイミング制御手段30は、各プロセッサ10
に異常診断処理の割り込みをかける。
各プロセッサ10に設けられる書込み・読取り制御手段
11は、異常診断処理の割り込みにより隣接する共有メ
モリの所定の診断用領域に所定の診断用データを書き込
み、またその診断用領域に書き込まれた診断用データを
読み取り、各データの照合による診断結果を得る。
異常診断手段40は、この診断結果に応して、障害の有
無検出および障害箇所を特定する。
〔作 用〕
本発明は、各プロセッサ10の書込み・読取り制御手段
11が、異常診断タイミング制御手段30からの割り込
みに応じて所定の診断用データを取り込み、隣接する共
有メモリの所定の診断用領域にその診断用データを書き
込む。また、書込み・読取り制御手段11は、その診断
用領域に書き込まれた診断用データを読み取り、各デー
タの照合による診断結果を得る。
すなわち、診断用データを共有メモリを介して隣接する
プロセッサ間を循環させることにより、障害箇所に応じ
た診断結果を得ることができる。
したがって、この診断結果を分析する異常診断手段40
により、プロセッサ、共有メモリおよびプロセッサと共
有メモリ間の通信路(バス)の各障害の有無検出および
障害箇所の特定を行なうことができる。
〔実施例〕
以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。
なお、診断シーケンスへの移行は、第6図に示すコント
ロールユニットCUの指令により起動時のみ、あるいは
所定の周期あるいはランダムな周期による割り込みによ
り行なわれるか、それに代わるタイマからの割り込みに
より行なわれる構成とする。
また、診断シーケンスへの移行に伴って、共有メモリC
Mの書込み・読取りに用いられる診断用データは、コン
トロールユニットCUから各プロセッサユニットPUに
与えられるか、プロセッサユニッ)PU内の診断用デー
タを格納したROMあるいはレジスタから読み出される
か、あるいはタイマのカウンタ値を用いる構成とする。
すなわち、第1図に示した異常診断タイミング制御手段
30および異常診断手段40は、(a)共にコントロー
ルユニットCUに備えられ、診断用データもコントロー
ルユニットCUから各プロセッサユニッ1−PUに与え
られる構成、(b)異常診断タイミング制御手段30を
タイマで実現し、異常診断手段40を各プロセッサユニ
ットPUに備え、診断用データを各プロセッサユニット
PUのROMあるいはレジスタに保持しそれから読み出
す、あるいはタイマのカウンタ値をラッチする構成、(
C)以上の構成を入れ換えた組み合わせにより実現可能
である。
第2図は、本発明異常診断方式の診断シーケンスの基本
動作を説明する図である。
図において、プロセッサユニットP U+ 、  P 
Uzは、それぞれバスB、、B、を介して共有メモリC
Mに接続され、結合される。
なお、ここに示す各プロセッサユニットおよび共有メモ
リは、第6図に示すトーラス結合マルチプロセッサシス
テムの一部を抜き出したものである。
各プロセッサユニッI−PUが所定の割り込みにより診
断シーケンスに移行すると、共有メモリCMに対してそ
れぞれ診断用データとしてのテストパターンの書込みお
よび読取りが行なわれる。第2図(1)はそのL1サイ
クルおよびt2サイクルを示し、第2図(2)はLコサ
イクルおよびむ4サイクルを示す。
まず、プロセッサユニットPUzは共有メモリCMの所
定の記憶領域(診断用領域)にテストパターンを書き込
む。さらに、この共有メモリCMの診断用領域のデータ
(テストパターン)を読み取り、それらの比較によりそ
のテストパターンが正常に書き込まれたか否かをチエツ
クする(1+サイクル)。
次に、プロセッサユニットPU、は、共有メモリCMの
診断用領域のデータを読み取り、あらかじめ設定されて
いるテストパターンであるか否かをチエツクするCtt
サイクル)。
同様に、プロセッサユニットPU+ は共有メモリCM
の診断用領域にテストパターンを書き込み、この共有メ
モリCMの診断用領域のデータを読み取り、それらの比
較によりそのテストパターンが正常に書き込まれたか否
かをチエ7りする(t3サイクル)。
次に、プロセッサユニットPU、は、共有メモリCMの
診断用領域のデータを読み取り、あらかじめ設定されて
いるテストパターンであるか否かをチエツクする(t4
サイクル)。
ここで、各サイクルの書込み・読取りによる各テストパ
ターンの照合で得られる診断結果をエラー情報ea +
  eb +  ec +  eaとして取り出し、エ
ラー未検出の場合を「0」、エラー検出の場合を「1」
とする、なお、このエラー情報は、コントロールユニッ
)CUに送出され分析されるか、あるいは異常があると
思われる経路をバイパスし、正常な他のプロセッサユニ
ットPUに送出され、個々のプロセッサユニットPU内
で分析される。
以下、このエラー情報の組み合わせの分析によリ、障害
の有無を検出し、障害箇所を特定する方法について、真
理値表を参照して説明する。
真理値表 各部に障害がなければ、各サイクルにおけるエラー情報
e* +  eb l  ec r  64はすべて「
0」となる。
共有メモリCMに障害があれば、書込み・読取りが正常
にできないので、各サイクルにおけるエラー情報el 
+  eb +  eC+  ”はすべて「1」となる
バスB、に障害があれば、tl サイクルは正常(ea
 = 「OJ )であるが、t2サイクルではテストパ
ターンの読取りが正常に行なわれないのでe、は「1」
となる。さらに、t3サイクルにおいて、テストパター
ンの書込みを正常に行なうことができないので、ecお
よびe、がともにrlJとなる。
バスB1の読取りのみに障害があれば、t2サイクルお
よびり、サイクルにおいて異常となり、ebおよびec
がともに「1」となる。
バスB、の書込みのみに障害があれば、t、サイクルに
おいて、テストパターンの書込みを正常に行なうことが
できないので、ecおよびe4がともにrl、となる。
バスB2の各障害においても同様である。
このように、共有メモリCMあるいはバスBの障害では
、各サイクルにおける異常の有無を示すエラー情報の組
み合わせがそれぞれ特有のパターンを示す。したがって
、真理値表に゛示すように障害の有無検出および障害箇
所の特定を行なうことができる。
しかし、各プロセッサユニットPUの障害は、障害が発
生したプロセッサユニットPUのエラー検出機能が有効
に働いていないので、真理値表に示すエラー情報の組み
合わせのみでは、その障害を検出することは困難である
(表にカッコで示すのはその可能性を示す)。
第3図は、本発明異常診断方式の診断シーケンスの実施
例動作■を説明する図である。
図において、プロセッサユニットPU、、PU。
は、それぞれバスB111+  BZLを介して共有メ
モリCM I−2に接続され、プロセッサユニッI−P
U、。
PU、は、それぞれバスB□+B3Lを介して共有メモ
リCM z −zに接続される。
各プロセッサユニットPUが所定の割り込みにより診断
シーケンスに移行し、共有メモリCMに対してそれぞれ
テストパターンの書込みおよび読取りを行なう処理は、
上述した診断シーケンスの基本動作と同様である。
第3図(])〜(4)はそれぞれ、t1サイクル、L2
サイクル、t3サイクルおよびt4サイクルを示す。t
1サイクルでは、プロセッサユニットPU2゜PU、に
それぞれエラー情報62m+  ermが得られ、L2
サイクルでは、プロセッサユニッ)PU、。
PU2にそれぞれエラー情報eIb+  e2bが得ら
れ、L3サイクルでは、プロセッサユニットPU、。
PU、にそれぞれエラー情報elc+  e2cが得ら
れ、t4サイクルでは、プロセッサユニットpu、。
PU3にそれぞれエラー情報e za、  e 34が
得られる。
ここで、共有メモリCMおよび各バスBの異常診断につ
いては、上述した診断シーケンスの基本動作(第2図)
と同様に、その障害の有無検出および障害箇所を特定す
ることができる。
以下、プロセッサユニッ)PUKに障害が発生した場合
について、その分析方法を示す。
t1サイクルにおけるプロセッサユニットPUzでは、
e:+a=’OJとなり、正常を示す。また、障害のプ
ロセッサユニットPUzは、共有メモリCM1−.への
テストパターン書込み・読取りおよびその照合を正常に
行なうことができないが、それ自体が障害であるために
ezm=’lJとすることができない。したがって、む
、サイクルではエラーは検出されない。
t2サイクルでは、共有メモリChL−zに正常なテス
トパターンが書き込まれていないので、それを読み取る
プロセッサユニットPUI はe Ib=「1」とする
む、サイクルでは、t1サイクルと同様にエラーは検出
されない。
L4サイクルでは、t2サイクルと同様に共有メモリC
Mz−xに正常なテストパターンが書き込まれていない
ので、それを読み取るプロセッサユ−−ットPU、はe
aa=’lJとする。
以上のエラー情報(elbおよびe3dがrl」でその
他が「0」)により、プロセッサユニットPU2あるい
はバスB2い BARに障害があることが推定される。
ところで、通常二つの部位に同時に障害が発生する確率
は低いので、この場合にはプロセッサユニットPUzに
障害がある可能性が高いと判断される。
なお、他のプロセッサユニットPU、、PU3の障害に
ついては、第3図では省略されているが、それらの間の
共有メモリを介して行なわれる書込み・読取りおよびそ
の照合により、同様に検出することが可能である。
第4図は、本発明異常診断方式の診断シーケンスの実施
例動作■を説明する図である。
図において、プロセッサユニットPUz、PU+□は、
それぞれバスBxn+B12Lを介して共有メモリCM
 + + −+ zに接続され、プロセッサユニットP
UI!、PU13は、それぞれバスB12R、B+ff
上を介して共有メモリCM+t−+sに接続される。ま
た、プロセッサユニットP Uz+、  P Uzt、
  P Uzzは、共有メモリCMZI−221CMz
z−z3、バスB21R1kL*  Bzz++ + 
 Bz。を介して接続され、プロセッサユニットP 0
31.  P U3z、  P U33は、共有メモリ
CN411−ffZ+ CMaz−+z %ノマス83
11111  B3zL。
B3□、  B53Lを介して接続される。
また、プロセッサユニットP U++、  P U21
.  PU 31は、共有メモリCM + + −2+
 1 CM z + −31%バスB++y +  B
z+s +  B□F +  L18を介して接続され
、プロセッサユニットPU、□、  P Uz2.  
P Uzzは、共有メモリCM + t−zz+ CM
 22−3Zxノ1′スB 12F+Bzzl+、  
Bz□F *  8121を介して接続され、プロセッ
サユニットP UI3.  P U23.  P Ut
zは、共有メモリCM +3−13+ CM 23−3
3 、バスB13F+ B231+Bt3r * B5
3mを介して接続される。
各プロセッサユニッ)PUが所定の割り込みにより診断
シーケンスに移行し、共有メモリCMに対してそれぞれ
テストパターンの書込みおよび読取りを行なう処理は、
上述した診断シーケンスの基本動作(第2図)と同様で
ある。
第4図(1)はそのL1サイクルおよびt2サイクルを
示す。なお、L3サイクルおよびL4サイクルについて
は省略する。
また、本実施例では、このtI””taサイクルと同様
の診断シーケンスを上下方向についても行なう。第4図
(2)は、そのt、サイクルおよびL6サイクルを示す
。なお、む、サイクルおよびL4サイクルに対応するt
、サイクルおよびtllサイクルについては省略する。
ここで、プロセッサユニットPU、2に障害が発生した
場合について、その分析方法を示す。
第3図に示すプロセッサユニットPU2の障害検出と同
様に、左右方向の診断では、プロセッサユニットPut
□あるいはバスB2□1.B2□、に障害があることが
推定され、さらに上下方向の診断により、プロセッサユ
ニットPU、□あるいはバスB2□l +  B2ff
1Fに障害があることが推定される。
ところで、四つのバスに同時に障害が発生する確率は低
いので、この場合にはプロセッサユニットPU、□に障
害がある可能性が高いと判断されるが、このように左右
方向の診断に上下方向の診断を加えることにより、さら
に確度の高い診断分析を行なうことができる。
なお、他のプロセッサユニットについても同様である。
また、同時に障害が発生する部位は1箇所であると仮定
すると、以下に示すようにその診断分析を容易にするこ
とができる。
すなわち、プロセッサユニットPU2□の障害は、t2
サイクルにおけるプロセッサユニットPU21のエラー
情報、L4サイクルにおけるプロセッサユニットPU、
、のエラー情報、む、サイクルにおけるプロセッサユニ
ットPU、□のエラー情報、t。
サイクルにおけるプロセッサユニットPU、tのエラー
情報を総合することにより検出できる。
なお、共有メモリCMtt−tsの障害は、t、サイク
ルにおけるプロセッサユニットPUtsのエラー情報、
む2サイクルおよびt3サイクルにおけるプロセッサユ
ニットPUcgの各エラー情報、t4サイクルにおける
プロセッサユニットPUtxのエラー情報を総合するこ
とにより検出できる。
また、バスB 23Lの障害は、tl サイクルおよび
t4サイクルにおけるプロセッサユニットPUxsの各
エラー情報、1gサイクルにおけるプロセッサユニット
PU、□のエラー情報を総合することにより検出できる
。バスB !!11の障害は、t2サイクルおよびt3
サイクルにおけるプロセッサユニットPUzzの各エラ
ー情報、む、サイクルにおけるプロセッサユニットPU
0のエラー情報を総合することにより検出できる。
ところで、以上説明した実施例におけるエラー情報は、
エラー未検出の場合を「0」、エラー検出の場合を「1
」としていた。したがって、プロセッサユニット自体に
障害がある場合には、その障害をエラー情報として取り
出すことができなかったために、総合的な分析を必要と
していた。
以下、他の実施例として、プロセッサユニット自体に障
害がある場合でも容易にそれを検出することが可能な方
法を示す。
基本的には、エラー情報として、「正常」と「異常」と
の間に第三の状態である「判断不能状態」を設け、この
「判断不能状態」のエラー情報からプロセッサユニット
の障害を検出する方法である。
すなわち、エラー情報を格納するレジスタの初期値を「
判断不能状態」を示す「2」とする。この値は、例えば
診断シーケンスへの移行時にテストパターンが与えられ
るときに同時に設定され、各プロセッサユニットの各サ
イクルにおける診断結果が「正常」であれば[0」を書
き込み、「異常」であれば「1」を書き込む。
したがって、プロセッサユニットに障害があれば、この
レジスタに対する書込み動作ができないので初期値「2
」のままとなる。すなわち、エラー情報ro」、rl」
、r2」から、容易に障害の有無検出および障害箇所の
特定を行なうことができる。
以上の動作について、第3図を参照して説明する。
t、サイクルにおけるプロセッサユニットPU3では、
e xm= ’ OJとなり、正常を示す。また、障害
のプロセッサユニットPU、は、共有メモリCM l−
zへのテストパターン書込み・読取りおよびその照合を
正常に行なうことができないが、それ自体が障害である
ために62M= ’ 2 Jのままとなる。
t2サイクルでは、共有メモリCM I−zに正常なテ
ストパターンが書き込まれていないので、それを読み・
取るプロセッサユニットPU、 はel、=「1」とす
る。また、プロセッサユニットPU。
は、共有メモリCMz−sの読取りも正常に行なうこと
ができないが、それ自体が障害であるためにe zb=
 ’ 2 Jのままとなる。
以下同様に、egc=’2J、eta=「2Jとなり、
少なくともプロセッサユニットPU!に障害が発生して
いることがわかる。
ここで、診断用データであるテストパターンおよびそれ
を記憶する共有メモリの診断用領域について簡単に説明
する。
テストパターンは、上述したように、各プロセッサユニ
ットにあらかじめ保持されているか、コントロールユニ
ットから与えられ、あるいはタイマのカウンタ値などが
ラッチされ設定されるが、すべてのプロセッサユニット
には同一のテストパターンが必要である。ただし、1+
、1*およびts、tyの各サイクルで共有メモリに書
き込まれるテストパターンは、それぞれ異なったデータ
であることが望ましい。
第5図は、共有メモリCMに4ボートメモリを用いた場
合における本発明実施例の概略構成を示すブロック図で
ある。
図において、4×4のトーラス状に配置された工6台の
プロセッサユニットPUは、4ボートメモリである16
台の共有メモリCM’を介して相互に接続されるが、こ
のような構成においても本発明方式により、同様に障害
の有無検出および障害箇所の特定を行なうことができる
また、他のマルチボートメモリを共有メモリとして用い
たシステムにおいても同様である。
〔発明の効果] 上述したように、本発明によれば、トーラス結合マルチ
プロセッサシステムにおいて、効率よく障害の有無が検
出され、また容易に障害箇所の特定を行なうことができ
るので、システムの再構築を容易かつ迅速に行なうこと
ができ、稼働性を向上させることができる。
また、障害箇所の特定が可能であるので、使用不能とな
ったユニットあるいは通信路をシステムから論理的に切
り離した縮退運転を実現させることができ、実用的には
極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理ブロック図、 第2図は本発明方式の診断シーケンスの基本動作を説明
する図、 第3図は本発明方式の診断シーケンスの実施例動作■を
説明する図、 第4図は本発明方式の診断シーケンスの実施例動作■を
説明する図、 第5図は共有メモリCMに4ボートメモリを用いた場合
の実施例構成を示すブロック図、第6図はトーラス結合
マルチプロセッサシステムの構成例を示すブロック図で
ある。 図において、 10はプロセッサ、 11は書込み・読取り制御手段、 20は共有メモリ、 30は異常診断タイミング制御手段、 40は異常診断手段、 PUはプロセッサユニット、 CMは共有メモリ、 CUはコントロールユニットである。 本発明原理ブロック図 第1図 本発明方式の基本動作を説明する間 第 図 本発明方式のX施例動作■を説明する間第3図 〔1) 本発明方式の実施例動作■を説明する図第4図 4ボートメモリを用いた場合の実施例構成第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数のプロセッサ(10)がそれぞれ共有メモリ
    (20)を介してトーラス状に結合されたマルチプロセ
    ッサシステムにおいて、 前記各プロセッサ(10)に異常診断処理の割り込みを
    かける異常診断タイミング制御手段(30)と、 前記各プロセッサ(10)に設けられ、前記割り込みに
    より隣接する共有メモリ(20)の所定の診断用領域に
    所定の診断用データを書き込み、またその診断用領域に
    書き込まれた診断用データを読み取り、各データの照合
    による診断結果を得る書込み・読取り制御手段(11)
    と、 この診断結果に応じて、障害の有無検出および障害箇所
    を特定する異常診断手段(40)とを備えたことを特徴
    とするマルチプロセッサシステムの異常診断方式。
JP63303213A 1988-11-30 1988-11-30 マルチプロセッサシステムの異常診断方式 Pending JPH02148333A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011065521A (ja) * 2009-09-18 2011-03-31 Nec Computertechno Ltd 多重化サービスプロセッサ、多重化サービスプロセッサの障害処理方法、およびプログラム

Citations (1)

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JPS4969051A (ja) * 1972-11-08 1974-07-04

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